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555 单稳态电路

 司南978 2021-06-29

555 单稳态电路

                    
                                           
分类专栏: 硬件电路 文章标签: 555 单稳态触发

555定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

它内部包括两个电压比较器,三个5K欧姆的等值串联分压电阻(555定时器的名称也由此而得),一个 RS 触发器,一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3

功能

555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压,当 5 脚悬空时,则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3,C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3,则比较器 C2 的输出为 0,可使 RS 触发器置 1,使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3,同时 TR 端的电压大于VCC /3,则 C1 的输出为 0,C2 的输出为 1,可将 RS 触发器置 0,使输出为低电平。
它的各个引脚功能如下:
1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
2脚:低触发端TR。
3脚:输出端Vo
4脚:是直接清零端。当此端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。
5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。
6脚:高触发端TH。
7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为低电平的情况下,555时基电路的功能表如表6—1示。


清零端
高触发端TH
低触发端TR
v0
放电管T(V)
功能
0
×
×
0
导通
直接清零
1
0
1
0
导通
置零
1
1
0
1
截止
置1
1
0
0
1
截止
置1
1
1
1
保持上一个状态
保持上一状态
保持上一状态

1.单稳态触发器的工作原理  


     单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。在触发信号作用下, 电路将由稳态翻转到 暂稳态,暂稳态是一个不能长久保持的状态,由于电路中RC延时环节的作用,经过一段时间后,电路会自 动返回到稳态,并在输出端获得一个脉冲宽度为tw的矩形波。在单稳态触发器中,输出的脉冲宽度tw,就 是暂稳态的维持时间,其长短取决于电路的参数值。

     由NE555构成的单稳态触发器电路及工作波形如图1所示。图中R,C为外接定时元件,输人的触发信号ui接 在低电平触发端(2脚)。

  稳态时,输出uo为低电平,即无触发器信号(ui为高电平)时,电路处于稳定状态——输出低电平。在 ui负脉冲作用下,低电平触发端得到低于(1/3)Vcc,触发信号,输出uo为高电平,放电管VT截止,电 路进入暂稳态,定时开始。

  在暂稳态期间,电源+Vcc→R→C→地,对电容充电,充电时间常数T=RC,uc按指数规律上升。当电 容 两端电压uc上升到(2/3)Vcc后,6端为高电平,输出uo变为低电平,放电管VT导通,定时电容C充电结束 ,即暂稳态结束。电路恢复到稳态uo为低电平的状态。当第二个触发脉冲到来时,又重复上述过程。工作 波形图如图1(b)所示。



                           图1 单稳态触发器电路及工作波形



可见,输人一个负脉冲,就可以得到一个宽度一定的正脉冲输出,其脉冲宽度tw取决于电容器由0充电到 (2/3)Vcc,所需要的时间。可得




这种电路产生的脉冲宽度莎w与定时元件R,C大小有关,通常R的取值为几百欧至几兆欧,电容取值为几 百皮法到几百微法。

2.简易触摸开关电路

如图2所示为一简易触摸开关电路,图中IC是集成NE555定时器,它构成单稳态触发器,当用手触摸一金属 片,低电平触发端得到低于(1/3)Vcc触发信号,输出uo为高电平,发光二极管亮,放电管VT截止,电路 进入暂稳态,定时开始。经过一定时间tw=1.1RC,发光二极管熄灭.该原理电路可用于床头灯、卫生间等场所。

3。NE555定时器的其他应用电路


NE555定时器除用于单稳态触发器和多谐振荡器外,还应用于施密特触发器。如图3所示为光控照明电路 ,其工作原理为:当光敏二极管2CU2B受到光照时,其内阻变小,555定时器的2脚和6脚电压高于2Vcc/3, 3脚输出低电平,继电器处于断开状态,灯不亮。当晚上光敏二极管2CU2B得不到光照或光照微弱时,其内 阻变大,555定时器的2脚和6脚电压低于Vcc/3,3脚输出高电平,继电器获电吸合,灯点亮。为了防止继 电器断开时产生较高的电动势而损坏555定时器,增加VD5,VD6对电路加以保护。

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